JP3987278B2 - Method for converting 1,4-butynediol to 1,4-butenediol - Google Patents

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Abstract

A process for the preparation of 1,4 butenediol comprising hydrogenating an aqueous solution of 1,4 butynediol under stirring conditions over a supported platinum or palladium and nickel catalyst in basic medium at a temperature in the range of 20 - 110 DEG C and pressure in the range between 200 - 700 psig till the reaction is completed, cooling the reaction mixture to room temperature and separating the catalyst by known methods to obtain 1, 4 butenediol.

Description

【0001】
発明の分野
本発明は選択的液相水素化による1,4-ブチンジオールの1,4-ブテンジオールへの転化方法に関する。より詳細には、本発明は、新規の貴金属含有触媒を用いた、塩基性媒体中での1,4-ブチンジオールの1,4-ブテンジオールへの転化方法に関する。
【0002】
発明の背景
1,4-ブテンジオールは農薬、殺虫剤及びビタミンB6の製造における有用な中間体である。それは不飽和ジオールであることから、テトラヒドロフラン、n-メチルピロリジオン、γ―ブチロラクトン等のような多くの有機製品の合成に使用できる。それは、また、製紙業において添加剤として、樹脂製造において安定剤として、ベアリングシステムのための潤滑剤として、そしてアリルホスフェートの合成においても使用される。
【0003】
従来技術は、1,4-ブチンジオールの水素化による1,4-ブテンジオールの製造のための多くの触媒の使用を開示している。従来技術の特許の殆どは、パラジウムと、銅、亜鉛、カルシウム、カドミウム、鉛、アルミナ、水銀、テルル、ガリウム等の1種以上の混合化合物との組み合わせをベースとするものである。GB A 871804は、Zn、Cd、Hg、Ga、Th、In又はGaの塩溶液によって処理したPd触媒を使用した懸濁法におけるアセチレン系化合物の選択的水素化を記載している。この方法は、穏やかな条件で行って、シス1,2-ブテンジオールへの選択率が97%であり、トランス形への選択率が3%である。さらに、触媒系において促進剤として有機アミンの使用が提案されている。
【0004】
米国特許第2,681,938号明細書は、アセチレン系化合物の選択的水素化のためのリンドラー触媒(鉛でドープしたPd触媒)の使用を開示している。この方法の欠点は、1,4-ブテンジオールの選択率が良好になるようにピリジンのような追加のアミンを使用することである。
【0005】
独国特許DE 1,213,839はアセチレン系化合物の部分水素化のための、Zn塩及びアンモニアによりドープされたPd触媒を記載している。しかしながら、この触媒は、被毒による短寿命という欠点がある。
【0006】
独国特許明細書DE A 2,619,660は、不活性溶剤中のブチンジオールの水素化のための、一酸化炭素によって処理したPd/Al2O3触媒の使用を記載している。この触媒の欠点は、非常に毒性がありかつ取り扱いの困難な一酸化炭素ガスで処理されることである。
【0007】
米国特許第2,961,471号明細書は、1,4-ブチンジオールの部分水素化に有用なラネーニッケル触媒を開示している。この方法の触媒は1,4-ブテンジオールへの低い選択率を与える。他の米国特許第2,953,604号明細書は、1,4-ブチンジオールの1,4-ブテンジオールへの還元のための、Pdを含有するチャコール及び銅の触媒を開示しており、1,4-ブテンジオールへの選択率は81%である。しかしながら、この方法は、多数の副生成物を生成し、それ故、望ましくない。
【0008】
米国特許第4,001,344号明細書は、1,4-ブチンジオールの選択的水素化による1,4-ブテンジオールの製造のために、65℃〜72℃で、4〜12.5バールの水素圧で、亜鉛とカドミニウムの両方、又は、亜鉛もしくはカドミウムのいずれかとビスマスもしくはテルルとともに、γ−Al2O3と混合したパラジウムを使用することを開示している。しかしながら、多種の残留物が形成され(7.5〜12%)、1,4-ブテンジオールへの選択率を88%に低下させている。
【0009】
米国特許第5,521,139号及び第5,728,900号明細書は、1,4-ブテンジオールを製造するための1,4-ブチンジオールの水素化のためのPd含有触媒の使用を記載している。使用される触媒は、担体として作用する金属ガーゼ又は金属ホイルに対して、蒸着又はスパッタリングにより逐次的にPd及びPb又はPd及びCdを適用することにより調製された、固定床触媒である。また、この方法において、シス1,4-ブテンジオールへの得られる選択率は98%である。この方法の欠点は、残留物とともにトランスブテンジオ−ルも得られることである。
【0010】
ブチンジオールのブテンジオールへの水素化のための上記の全ての触媒は、有機アミンのような他の促進剤とともに2種を超える金属を含むといったような欠点がある。それらの製造は厄介になり、そして全ての報告された触媒は所望の製品である1,4-ブテンジオールへの完全な選択性を与えない。プロセスの効率に影響を及ぼす副生成物及び残留物の生成も報告されており、そして純粋な1,4-ブテンジオールの回収は困難である。従来技術の触媒が有する別の欠点は、急速な失活による短寿命である。
【0011】
従来技術の文献は、1,4-ブチンジオールの水素化のために使用される触媒は、主にパラジウム又はニッケルをベースとする触媒であることを示している。1,4-ブテンジオールを製造するための1,4-ブチンジオールの水素化のための、白金をベースとする触媒、又は、パラジウムとニッケルとの組み合わせを含有する触媒の開示又は報告はない。
【0012】
それ故、1,4-ブチンジオールの1,4-ブテンジオールへの水素化において使用される上記の従来技術の触媒の欠点を克服する触媒を得ること及び/又は開発することは重要である。
【0013】
本発明の目的
本発明の主な目的は、安価でかつ効率のよい、1,4-ブチンジオールの水素化による1,4-ブテンジオールの製造方法を提供することである。
本発明の別の目的は、100%の選択率での1,4-ブテンジオールの製造方法を提供することである。
本発明の別の目的は、被毒することなく、穏やかな条件下で、適切な担体上での、必要に応じてニッケルを含む貴金属触媒を用いた、1,4-ブチンジオールの1,4-ブテンジオールへの転化方法を提供することである。
本発明のさらなる目的は、シス1,4-ブテンジオールの製造への100%の選択率を示す、1,4-ブチンジオールの1,4-ブテンジオールへの転化方法を提供することである。
本発明のさらなる目的は、活性及び選択性を失うことなく、何回もリサイクルすることができる安定な触媒を使用する、1,4-ブチンジオールの1,4-ブテンジオールへの転化方法を提供することである。
本発明の別の目的は、触媒の単なる分離によって、シス1,4-ブテンジオールの製造のための100%選択率での1,4-ブテンジオールの製造方法を提供することである。
【0014】
本発明の要旨
従って、本発明は、1,4-ブチンジオールの水溶液を、攪拌条件下に、担持された白金、パラジウム及びニッケルの触媒上で塩基性媒体中において20〜110℃の範囲の温度及び200〜700psigの範囲のH2圧力にて反応が完了するまで水素化すること、この反応混合物を室温に冷却すること、及び、触媒を既知の方法によって分離して1,4-ブテンジオールを得ること、を含む1,4-ブテンジオールの製造方法に関する。
【0015】
本発明の1つの態様において、水性媒体中での1,4-ブチンジオールの濃度は10〜50%の範囲である。
【0016】
本発明の別の態様において、反応混合物のpHはアンモニアのような塩基を添加することにより8〜10の範囲に維持される。
【0017】
本発明のさらなる態様において、反応の温度は好ましくは30〜90℃の範囲である。
【0018】
本発明のさらに別の態様において、触媒はその活性又は選択性を失うことなく、10回リサイクルされ、そしてターンオーバー値(turn over number)(TON)は4×103-1である。
【0019】
本発明のさらに別の態様において、触媒は一般式AB(y)C(z)(式中、Aはカルシウムの炭酸塩又はゼオライトを含む担体であり、Bは白金又はパラジウムであり、yは0.2〜10%であり、Cはニッケルであり、そしてzは0〜15.0%であり、但し、BがPtであるときには、zは0である)のものである。
【0020】
発明の詳細な説明
本発明において、触媒は、水中で攪拌された塩基性媒体(pH=7〜12)中で、担体(例えば、CaCO3、MgCO3、BaCO3又はNH4−ZSM5)をパラジウムもしくは白金触媒前駆体で含浸することにより調製され、そして60〜120℃、好ましくは70〜90℃の範囲の温度で加熱される。その後、この混合物を、ホルムアルデヒドのような従来の還元剤を添加することにより還元する。溶液を攪拌し、ろ過し、洗浄し、そして100〜250℃、好ましくは140〜200℃の範囲の温度で、5〜12時間、静空気中で乾燥する。
【0021】
本発明の方法において使用される水素化触媒は、一般式がAB(y)C(z)(式中、Aは第IIA族金属の塩又はゼオライトを含む担体であり、Bは貴金属であり、yは0.2〜10%であり、Cはニッケルであり、そしてzは0〜15.0%であり、但し、BがPtであるときには、zは0である)のものである。
【0022】
一般式AB(y)C(z)(式中、Aは第IIA族金属の塩又はゼオライトを含む担体であり、BはPd又はPtであり、yは0.2〜10%であり、Cはニッケルであり、そしてzは0〜15.0%であり、但し、BがPtであるときには、zは0である)の触媒は以下のとおりに製造される。
i. 60〜120℃の範囲の温度で攪拌することにより、Pd又はPt前駆体を鉱酸中に溶解させる。
ii. 水を添加することにより上記溶液を希釈する。
iii. 塩基を添加することにより溶液のpHを8〜12の範囲に調節する。
iv. 上記溶液に担体を添加する。
v. この混合物を60〜120℃の範囲の温度に加熱する。
vi. 上記の混合物を、従来の還元剤を用いて還元する。
vii. 従来のいずれかの方法により、形成された触媒を分離する。
viii. 生成物を洗浄しそして乾燥して前記触媒を得る。
【0023】
触媒は所望によりPdとニッケルの組み合わせを有することができる。貴金属がパラジウムを含みかつzが0.2〜15%であるときには、上記の工程viii.の最後に得られた触媒を、pHが8〜12の範囲である塩基性媒体中のニッケルの溶液と混合し、混合物を約1時間攪拌し、そして触媒を従来の方法のいずれかにより分離する。その後、触媒を、静空気中で10時間以下の時間、約150℃の温度で乾燥し、水素流下において、390〜420℃の範囲の温度で、5〜12時間、還元し、この還元された触媒を従来のいずれかの方法により分離し、そして、洗浄及び乾燥して、パラジウムとニッケルとを含有する最終の触媒を得る。
【0024】
Pd又はPtの源は、酢酸塩、臭化物及び塩化物からなる群より選ばれるPd又はPtの塩であり、そしてニッケルの源は、酢酸塩、炭酸塩、塩化物及び硝酸塩からなる群より選ばれるニッケルの塩である。
【0025】
担体は、マグネシウム、カルシウム及びバリウムの酢酸塩、硝酸塩、塩化物及び炭酸塩からなる群より選ばれる第IIA族金属塩であり、そしてゼオライトの源はNH4-ZSM5である。
【0026】
使用される塩基は、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、水酸化カリウム及び水酸化ナトリウムからなる群より選ばれることができる。
【0027】
触媒の製造において使用される還元剤は、ヒドラジン水和物、水素含有気体及びホルムアルデヒドからなる群より選ばれる。
【0028】
実施例において下記の手順に従って製造される触媒は、マッフル炉内で、400℃で、水素流下に5〜12時間、好ましくは7時間還元されうる。
【0029】
本発明の特徴において、生成物ストリームからの触媒の除去により簡単に高純度の1,4-ブテンジオールを得ることができる。比較的に穏やかなプロセス条件下に、プロセスの選択率が100%である。
【0030】
本発明は、穏やかなプロセス条件で、シス1,4-ブテンジオールへの100%選択率でもって1,4-ブチンジオールの100%転化率を達成する。より高い温度では、1,4-ブチンジオールは完全に転化されるが、シス1,4-ブテンジオールへの選択率はより低くなり、一般に、90%以下である。より高い温度では、アセタール、γ―ヒドロキシブタルアルデヒド、ブタノールのような副生成物の生成もより顕著になる。
【0031】
1,4-ブチンジオールの水素化は、オートクレーブ中、実施例に記載されるような温度及び圧力条件において、水中の1,4-ブチンジオールの混合物中に懸濁したPdもしくはPt含有触媒の存在下に、攪拌条件下に行われる。混合物はアンモニアのような塩基の添加によりアルカリ性にされる(pH=8〜12)。オートクレーブを加圧する前に、オートクレーブ内に空気が存在しないことを確認する。水素の吸収が止まり又は変化しなくなったときに、水素化が完了される。反応が完了した後に、反応器を周囲温度に冷却し、そして内容物を取り出し、ガスクロマトグラフィーを用いて分析する。
【0032】
本発明を下記に実施例によって説明する。しかしながら、以下の実施例は例示であり、本発明の範囲を限定するものと解釈されるべきでない。
【0033】
例1
Pdが担持された触媒の製造
水中で攪拌された塩基性媒体中に担体(例えば、CaCO3、MgCO3、BaCO3又はNH4-ZSM5)を、塩化パラジウムPdCl2のようなパラジウム前駆体で含浸することにより触媒を調製し、そして80℃で加熱する。その後、この混合物を、ホルムアルデヒドを添加することにより還元する。この溶液を攪拌し、ろ過し、洗浄しそして150℃で10時間乾燥する。
【0034】
例2
Ptが担持された触媒の製造
水中で攪拌された塩基性媒体中に担体(例えば、CaCO3、MgCO3、BaCO3又はNH4-ZSM5)を、塩化白金のような白金前駆体で含浸することにより触媒を調製し、そして80℃で加熱する。その後、この混合物を、ホルムアルデヒドを添加することにより還元する。この溶液を攪拌し、ろ過し、洗浄しそして150℃で10時間乾燥する。
【0035】
例3
1,4-ブチンジオールの1,4-ブテンジオールへの水素化における1%Pd/MgCO3触媒の性能
本例は、1,4-ブチンジオールの1,4-ブテンジオールへの水素化における1%Pd/MgCO3触媒の性能を例示する。
水中で攪拌された塩基性媒体中に、MgCO3担体をパラジウム前駆体PdCl2で含浸することにより触媒を調製し、そして80℃で加熱する。その後、この混合物を、ホルムアルデヒドを添加することにより還元する。この溶液を攪拌し、ろ過し、洗浄しそして150℃で10時間乾燥する。
この触媒の存在下での反応を上記の手順に従ってオートクレーブ中で行った。
反応を以下の反応条件で行なった。
水中の1,4-ブチンジオールの濃度 :20%
触媒の重量 :0.13g
温度 :50℃
2圧力 :350psig
以下の結果が得られる。
1,4-ブチンジオールの転化率 :100%
シス1,4-ブテンジオールへの選択率 :99.8%
【0036】
例4
1,4-ブチンジオールの1,4-ブテンジオールへの水素化における1%Pd/CaCO3触媒の性能
本例は、1,4-ブチンジオールの1,4-ブテンジオールへの水素化における1%Pd/CaCO3触媒の性能を例示する。
水中で攪拌された塩基性媒体中に、CaCO3担体をパラジウム前駆体PdCl2で含浸することにより触媒を調製し、そして80℃で加熱する。その後、この混合物を、ホルムアルデヒドを添加することにより還元する。この溶液を攪拌し、ろ過し、洗浄しそして150℃で10時間乾燥する。
この触媒の存在下での水素化反応を上記の手順に従ってオートクレーブ中で行った。
反応を以下の反応条件で行なった。
水中の1,4-ブチンジオールの濃度 :20%
触媒の重量 :0.13g
温度 :50℃
2圧力 :350psig
以下の結果が得られる。
1,4-ブチンジオールの転化率 :100%
シス1,4-ブテンジオールへの選択率 :98.2%
【0037】
例5
1,4-ブチンジオールの1,4-ブテンジオールへの水素化における1%Pd/CaCO3触媒の10回リサイクル使用又は性能
本例は、1,4-ブチンジオールの1,4-ブテンジオールへの水素化における1%Pd/CaCO3触媒の10回リサイクル使用又は性能を例示する。
この触媒の存在下での反応を上記の手順に従ってオートクレーブ中で行った。
反応を以下の反応条件で行なった。
触媒 :1%Pd/CaCO3
触媒の重量 :1.0g
転化された1,4-ブチンジオール
のグラム数 :2191
温度 :50℃
2圧力 :350psig
以下の結果が得られる。
1,4-ブチンジオールの転化率 :100%
シス1,4-ブテンジオールへの選択率 :98%
TON :4×103-1
【0038】
例6
1,4-ブチンジオールの1,4-ブテンジオールへの水素化における1%Pd/BaCO3触媒の性能
本例は、1,4-ブチンジオールの1,4-ブテンジオールへの水素化における1%Pd/BaCO3触媒の性能を例示する。
水中で攪拌された塩基性媒体中に、BaCO3担体をパラジウム前駆体PdCl2で含浸することにより触媒を調製し、そして80℃で加熱する。その後、この混合物を、ホルムアルデヒドを添加することにより還元する。この溶液を攪拌し、ろ過し、洗浄しそして150℃で10時間乾燥する。
この触媒の存在下での反応を上記の手順に従ってオートクレーブ中で行った。
反応を以下の反応条件で行なった。
水中の1,4-ブチンジオールの濃度 :10%
触媒の重量 :0.065g
温度 :50℃
2圧力 :350psig
以下の結果が得られる。
1,4-ブチンジオールの転化率 :100%
シス1,4-ブテンジオールへの選択率 :100%
【0039】
例7
以下の反応条件で反応を行った。
触媒 :1%Pd/BaCO3
触媒の重量 :0.13g
水中の1,4-ブチンジオールの濃度 :20%
温度 :50℃
2圧力 :350psig
以下の結果が得られる。
1,4-ブチンジオールの転化率 :100%
シス1,4-ブテンジオールへの選択率 :100%
【0040】
例8
以下の反応条件で反応を行った。
触媒 :1%Pd/BaCO3
触媒の重量 :0.13g
水中の1,4-ブチンジオールの濃度 :20%
温度 :50℃
2圧力 :500psig
以下の結果が得られる。
1,4-ブチンジオールの転化率 :100%
シス1,4-ブテンジオールへの選択率 :100%
【0041】
例9
以下の反応条件で反応を行った。
触媒 :1%Pd/BaCO3
触媒の重量 :0.13g
水中の1,4-ブチンジオールの濃度 :20%
温度 :80℃
2圧力 :350psig
以下の結果が得られる。
1,4-ブチンジオールの転化率 :100%
シス1,4-ブテンジオールへの選択率 :95.2%
副生成物 :4.8%
【0042】
例10
以下の反応条件で反応を行った。
触媒 :1%Pd/BaCO3
触媒の重量 :0.13g
水中の1,4-ブチンジオールの濃度 :20%
温度 :80℃
2圧力 :500psig
以下の結果が得られる。
1,4-ブチンジオールの転化率 :100%
シス1,4-ブテンジオールへの選択率 :94.5%
副生成物 :5.5%
【0043】
例11
以下の反応条件で反応を行った。
触媒 :1%Pd/BaCO3
触媒の重量 :0.23g
水中の1,4-ブチンジオールの濃度 :35%
温度 :50℃
2圧力 :350psig
以下の結果が得られる。
1,4-ブチンジオールの転化率 :100%
シス1,4-ブテンジオールへの選択率 :100%
【0044】
例12
以下の反応条件で反応を行った。
触媒 :1%Pd/BaCO3
触媒の重量 :0.46g
水中の1,4-ブチンジオールの濃度 :70%
温度 :50℃
2圧力 :350psig
以下の結果が得られる。
1,4-ブチンジオールの転化率 :100%
シス1,4-ブテンジオールへの選択率 :82.1%
【0045】
例13
本例は、1,4-ブチンジオールの1,4-ブテンジオールへの水素化における1%Pd/NH4-ZSM5触媒の使用又は性能を例示する。
水中に攪拌された塩基性媒体中に、NH4-ZSM5担体を、パラジウム前駆体で含浸することにより触媒を調製し、そして80℃で加熱する。その後、この混合物をホルムアルデヒドを添加することにより還元する。この溶液を攪拌し、ろ過し、洗浄しそして150℃で10時間乾燥する。
この触媒の存在下における水素化反応を上記の手順に従ってオートクレーブ中で行った。
反応を以下の反応条件で行った。
水中の1,4-ブチンジオールの濃度 :20%
触媒の重量 :0.13g
温度 :50℃
2圧力 :350psig
以下の結果が得られる。
1,4-ブチンジオールの転化率 :100%
シス1,4-ブテンジオールへの選択率 :100%
【0046】
例14
本例は、1,4-ブチンジオールの1,4-ブテンジオールへの水素化における10%Ni-1%Pd/CaCO3触媒の使用又は性能を例示する。
水中に攪拌された塩基性媒体中に、CaCO3担体を、パラジウム前駆体で含浸することにより触媒を調製し、そして80℃で加熱する。その後、この混合物をホルムアルデヒドを添加することにより還元する。この溶液を攪拌し、ろ過し、洗浄しそして150℃で10時間乾燥する。その後、硝酸ニッケルの溶液を、塩基性媒体中で1%Pd/CaCO3触媒とともに攪拌し、ろ過し、乾燥し、そしてその後、水素流下に500℃で還元する。
この触媒の存在下における反応を上記の手順に従ってオートクレーブ中で行った。
反応を以下の反応条件で行った。
水中の1,4-ブチンジオールの濃度 :20%
触媒の重量 :0.13g
温度 :50℃
2圧力 :350psig
以下の結果が得られる。
1,4-ブチンジオールの転化率 :100%
シス1,4-ブテンジオールへの選択率 :100%
【0047】
例15
本例は、1,4-ブチンジオールの1,4-ブテンジオールへの水素化における1%Pt/MgCO3触媒の使用又は性能を例示する。
水中に攪拌された塩基性媒体中に、MgCO3担体を、白金前駆体PtCl2で含浸することにより触媒を調製し、そして80℃で加熱する。その後、この混合物をホルムアルデヒドを添加することにより還元する。この溶液を攪拌し、ろ過し、洗浄しそして150℃で10時間乾燥する。
この触媒の存在下における水素化反応を上記の手順に従ってオートクレーブ中で行った。
反応を以下の反応条件で行った。
水中の1,4-ブチンジオールの濃度 :20%
触媒の重量 :0.13g
温度 :50℃
2圧力 :350psig
以下の結果が得られる。
1,4-ブチンジオールの転化率 :100%
シス1,4-ブテンジオールへの選択率 :99.8%
【0048】
例16
本例は、1,4-ブチンジオールの1,4-ブテンジオールへの水素化における1%Pt/CaCO3触媒の使用又は性能を例示する。
水中に攪拌された塩基性媒体中に、CaCO3担体を、白金前駆体PtCl2で含浸することにより触媒を調製し、そして80℃で加熱する。その後、この混合物をホルムアルデヒドを添加することにより還元する。この溶液を攪拌し、ろ過し、洗浄しそして150℃で10時間乾燥する。
この触媒の存在下における水素化反応を上記の手順に従ってオートクレーブ中で行った。
反応を以下の反応条件で行った。
水中の1,4-ブチンジオールの濃度 :10%
触媒の重量 :0.065g
温度 :50℃
2圧力 :350psig
以下の結果が得られる。
1,4-ブチンジオールの転化率 :100%
シス1,4-ブテンジオールへの選択率 :100%
【0049】
例17
反応を以下の反応条件で行った。
触媒 :1%Pt/CaCO3
触媒の重量 :0.13g
水中の1,4-ブチンジオールの濃度 :20%
温度 :50℃
2圧力 :350psig
以下の結果が得られる。
1,4-ブチンジオールの転化率 :100%
シス1,4-ブテンジオールへの選択率 :100%
【0050】
例18
反応を以下の反応条件で行った。
触媒 :1%Pt/CaCO3
触媒の重量 :0.13g
水中の1,4-ブチンジオールの濃度 :20%
温度 :50℃
2圧力 :500psig
以下の結果が得られる。
1,4-ブチンジオールの転化率 :100%
シス1,4-ブテンジオールへの選択率 :100%
【0051】
例19
反応を以下の反応条件で行った。
触媒 :1%Pt/CaCO3
触媒の重量 :0.13g
水中の1,4-ブチンジオールの濃度 :20%
温度 :80℃
2圧力 :350psig
以下の結果が得られる。
1,4-ブチンジオールの転化率 :100%
シス1,4-ブテンジオールへの選択率 :97.2%
副生成物 :2.8%
【0052】
例20
反応を以下の反応条件で行った。
触媒 :1%Pt/CaCO3
触媒の重量 :0.13g
水中の1,4-ブチンジオールの濃度 :20%
温度 :80℃
2圧力 :500psig
以下の結果が得られる。
1,4-ブチンジオールの転化率 :100%
シス1,4-ブテンジオールへの選択率 :95.7%
副生成物 :4.3%
【0053】
例21
反応を以下の反応条件で行った。
触媒 :1%Pt/CaCO3
触媒の重量 :0.23g
水中の1,4-ブチンジオールの濃度 :35%
温度 :50℃
2圧力 :350psig
以下の結果が得られる。
1,4-ブチンジオールの転化率 :100%
シス1,4-ブテンジオールへの選択率 :100%
【0054】
例22
反応を以下の反応条件で行った。
触媒 :1%Pt/CaCO3
触媒の重量 :0.46g
水中の1,4-ブチンジオールの濃度 :70%
温度 :50℃
2圧力 :350psig
以下の結果が得られる。
1,4-ブチンジオールの転化率 :100%
シス1,4-ブテンジオールへの選択率 :83.7%
【0055】
例23
本例は、1,4-ブチンジオールの1,4-ブテンジオールへの水素化における1%Pt/BaCO3触媒の性能を例示する。
水中に攪拌された塩基性媒体中に、BaCO3担体を、白金前駆体PtCl2で含浸することにより触媒を調製し、そして80℃で加熱する。その後、この混合物をホルムアルデヒドを添加することにより還元する。この溶液を攪拌し、ろ過し、洗浄しそして150℃で10時間乾燥する。
この触媒の存在下における反応を上記の手順に従ってオートクレーブ中で行った。
反応を以下の反応条件で行った。
水中の1,4-ブチンジオールの濃度 :20%
触媒の重量 :0.13g
温度 :50℃
2圧力 :350psig
以下の結果が得られる。
1,4-ブチンジオールの転化率 :100%
シス1,4-ブテンジオールへの選択率 :99.9%
【0056】
本発明の利点
1.1,4-ブチンジオールの1,4-ブテンジオールへの選択的水素化は、新規の1%Pt/MgCO3、1%Pt/CaCO3、1%Pt/BaCO3、1%Pd/MgCO3、1%Pd/CaCO 3、1%Pd/BaCO3、1%Pd/NH4-ZSM-5及び10%Ni-1%Pd/CaCO3触媒を用いて、被毒されずに行われる。
2.シス1,4-ブテンジオールへの殆ど100%の選択率でもって、1,4-ブチンジオールの1,4-ブテンジオールへの実質的に完全な転化が比較的に穏やかなプロセス条件下に行われる。
3.生成物である1,4-ブテンジオールの純粋な形での分離は反応混合物からの触媒の除去によって容易に行われる。
[0001]
The present invention relates to a process for the conversion of 1,4-butynediol to 1,4-butenediol by selective liquid phase hydrogenation. More particularly, the present invention relates to a process for the conversion of 1,4-butynediol to 1,4-butenediol in a basic medium using a novel noble metal-containing catalyst.
[0002]
Background of the Invention
Butenediol is a useful intermediate agrochemicals, in pesticides and production of vitamin B 6. Because it is an unsaturated diol, it can be used in the synthesis of many organic products such as tetrahydrofuran, n-methylpyrrolidione, γ-butyrolactone, and the like. It is also used as an additive in the paper industry, as a stabilizer in resin production, as a lubricant for bearing systems, and in the synthesis of allyl phosphate.
[0003]
The prior art discloses the use of many catalysts for the production of 1,4-butenediol by hydrogenation of 1,4-butynediol. Most prior art patents are based on a combination of palladium and one or more mixed compounds such as copper, zinc, calcium, cadmium, lead, alumina, mercury, tellurium, gallium and the like. GB A 871804 describes the selective hydrogenation of acetylenic compounds in a suspension process using a Pd catalyst treated with a salt solution of Zn, Cd, Hg, Ga, Th, In or Ga. This process is carried out under mild conditions, with a selectivity to cis 1,2-butenediol of 97% and a selectivity to the trans form of 3%. Furthermore, the use of organic amines as promoters in catalyst systems has been proposed.
[0004]
US Pat. No. 2,681,938 discloses the use of Lindlar catalyst (lead-doped Pd catalyst) for the selective hydrogenation of acetylenic compounds. The disadvantage of this method is the use of an additional amine such as pyridine so that the selectivity for 1,4-butenediol is good.
[0005]
German patent DE 1,213,839 describes a Pd catalyst doped with Zn salt and ammonia for the partial hydrogenation of acetylenic compounds. However, this catalyst has the disadvantage of a short life due to poisoning.
[0006]
German patent specification DE A 2,619,660 describes the use of a Pd / Al 2 O 3 catalyst treated with carbon monoxide for the hydrogenation of butynediol in an inert solvent. The disadvantage of this catalyst is that it is treated with carbon monoxide gas which is very toxic and difficult to handle.
[0007]
U.S. Pat. No. 2,961,471 discloses a Raney nickel catalyst useful for the partial hydrogenation of 1,4-butynediol. The catalyst of this process gives a low selectivity to 1,4-butenediol. Other U.S. Pat.No. 2,953,604 discloses Pd-containing charcoal and copper catalysts for the reduction of 1,4-butynediol to 1,4-butenediol. The selectivity to butenediol is 81%. However, this method produces a large number of by-products and is therefore undesirable.
[0008]
U.S. Pat. No. 4,001,344 describes the production of 1,4-butenediol by selective hydrogenation of 1,4-butynediol, at 65 ° C. to 72 ° C. and at a hydrogen pressure of 4 to 12.5 bar. The use of palladium mixed with γ-Al 2 O 3 with both zinc and cadmium, or either zinc or cadmium and bismuth or tellurium. However, a variety of residues are formed (7.5-12%), reducing the selectivity to 1,4-butenediol to 88%.
[0009]
US Pat. Nos. 5,521,139 and 5,728,900 describe the use of Pd-containing catalysts for the hydrogenation of 1,4-butynediol to produce 1,4-butenediol. The catalyst used is a fixed bed catalyst prepared by sequentially applying Pd and Pb or Pd and Cd by vapor deposition or sputtering to a metal gauze or metal foil acting as a support. Also, in this method, the selectivity obtained for cis 1,4-butenediol is 98%. The disadvantage of this method is that transbutenediol is obtained with the residue.
[0010]
All of the above catalysts for the hydrogenation of butynediol to butenediol have drawbacks such as containing more than two metals with other promoters such as organic amines. Their production is cumbersome and all reported catalysts do not give full selectivity to the desired product, 1,4-butenediol. The formation of by-products and residues that affect the efficiency of the process has also been reported and the recovery of pure 1,4-butenediol is difficult. Another drawback of prior art catalysts is short life due to rapid deactivation.
[0011]
The prior art literature shows that the catalysts used for the hydrogenation of 1,4-butynediol are mainly catalysts based on palladium or nickel. There is no disclosure or report of a platinum-based catalyst or a catalyst containing a combination of palladium and nickel for the hydrogenation of 1,4-butynediol to produce 1,4-butenediol.
[0012]
It is therefore important to obtain and / or develop a catalyst that overcomes the shortcomings of the above prior art catalysts used in the hydrogenation of 1,4-butynediol to 1,4-butenediol.
[0013]
Objects of the present invention The main object of the present invention is to provide an inexpensive and efficient method for producing 1,4-butenediol by hydrogenation of 1,4-butynediol.
Another object of the present invention is to provide a process for producing 1,4-butenediol with 100% selectivity.
Another object of the present invention is the use of 1,4-butynediol 1,4 with a noble metal catalyst, optionally containing nickel, on a suitable support under mild conditions without poisoning. -To provide a method for conversion to butenediol.
A further object of the present invention is to provide a process for the conversion of 1,4-butynediol to 1,4-butenediol that exhibits 100% selectivity to the production of cis 1,4-butenediol.
A further object of the present invention is to provide a process for the conversion of 1,4-butynediol to 1,4-butenediol using a stable catalyst that can be recycled many times without losing activity and selectivity. It is to be.
Another object of the present invention is to provide a process for the production of 1,4-butenediol with 100% selectivity for the production of cis 1,4-butenediol by mere separation of the catalyst.
[0014]
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention provides an aqueous solution of 1,4-butynediol under agitation conditions on a supported platinum, palladium and nickel catalyst in a basic medium at a temperature in the range of 20-110 ° C. And hydrogenating until the reaction is complete at a H 2 pressure in the range of 200-700 psig, cooling the reaction mixture to room temperature, and separating the catalyst by known methods to obtain 1,4-butenediol. The production of 1,4-butenediol.
[0015]
In one embodiment of the invention, the concentration of 1,4-butynediol in the aqueous medium ranges from 10-50%.
[0016]
In another embodiment of the invention, the pH of the reaction mixture is maintained in the range of 8-10 by adding a base such as ammonia.
[0017]
In a further aspect of the invention, the temperature of the reaction is preferably in the range of 30-90 ° C.
[0018]
In yet another embodiment of the invention, the catalyst is recycled 10 times without losing its activity or selectivity, and the turn over number (TON) is 4 × 10 3 h −1 .
[0019]
In yet another embodiment of the invention, the catalyst is of the general formula AB (y) C (z), wherein A is a support comprising calcium carbonate or zeolite, B is platinum or palladium, and y is 0 .2-10%, C is nickel, and z is 0-15.0%, provided that z is 0 when B is Pt.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention, the catalyst is in agitated basic medium (pH = 7 to 12) in water, a carrier (e.g., CaCO 3, MgCO 3, BaCO 3 or NH 4 -ZSM5) palladium Alternatively, it is prepared by impregnation with a platinum catalyst precursor and heated at a temperature in the range of 60-120 ° C, preferably 70-90 ° C. The mixture is then reduced by adding a conventional reducing agent such as formaldehyde. The solution is stirred, filtered, washed and dried in still air at a temperature in the range of 100-250 ° C, preferably 140-200 ° C, for 5-12 hours.
[0021]
The hydrogenation catalyst used in the process of the present invention has a general formula of AB (y) C (z) (wherein A is a support containing a salt or zeolite of a Group IIA metal, B is a noble metal, y is 0.2 to 10%, C is nickel, and z is 0 to 15.0%, provided that z is 0 when B is Pt).
[0022]
General Formula AB (y) C (z) (wherein A is a carrier comprising a Group IIA metal salt or zeolite, B is Pd or Pt, y is 0.2-10%, C Is a nickel and z is between 0 and 15.0%, provided that when B is Pt, z is 0).
i. Pd or Pt precursor is dissolved in mineral acid by stirring at a temperature in the range of 60-120 ° C.
ii. Dilute the solution by adding water.
iii. Adjust the pH of the solution to a range of 8-12 by adding a base.
iv. Add carrier to the above solution.
v. Heat the mixture to a temperature in the range of 60-120 ° C.
vi. The above mixture is reduced using a conventional reducing agent.
vii. The formed catalyst is separated by any conventional method.
viii. The product is washed and dried to obtain the catalyst.
[0023]
The catalyst can optionally have a combination of Pd and nickel. When the noble metal contains palladium and z is 0.2-15%, the catalyst obtained at the end of step viii. Above is treated with a solution of nickel in a basic medium having a pH in the range of 8-12. Mix, stir the mixture for about 1 hour, and separate the catalyst by any conventional method. The catalyst was then dried in static air for a period of 10 hours or less at a temperature of about 150 ° C. and reduced under a flow of hydrogen at a temperature in the range of 390 to 420 ° C. for 5 to 12 hours. The catalyst is separated by any conventional method and washed and dried to obtain the final catalyst containing palladium and nickel.
[0024]
The source of Pd or Pt is a salt of Pd or Pt selected from the group consisting of acetate, bromide and chloride, and the source of nickel is selected from the group consisting of acetate, carbonate, chloride and nitrate Nickel salt.
[0025]
The support is a Group IIA metal salt selected from the group consisting of magnesium, calcium and barium acetates, nitrates, chlorides and carbonates, and the source of the zeolite is NH 4 -ZSM5.
[0026]
The base used can be selected from the group consisting of sodium carbonate, potassium carbonate, potassium hydroxide and sodium hydroxide.
[0027]
The reducing agent used in the production of the catalyst is selected from the group consisting of hydrazine hydrate, hydrogen-containing gas and formaldehyde.
[0028]
The catalyst produced according to the following procedure in the examples can be reduced in a muffle furnace at 400 ° C. under a stream of hydrogen for 5 to 12 hours, preferably 7 hours.
[0029]
In a feature of the invention, high purity 1,4-butenediol can be easily obtained by removal of the catalyst from the product stream. Under relatively mild process conditions, the selectivity of the process is 100%.
[0030]
The present invention achieves 100% conversion of 1,4-butynediol with 100% selectivity to cis 1,4-butenediol under mild process conditions. At higher temperatures, 1,4-butynediol is fully converted, but the selectivity to cis 1,4-butenediol is lower, generally below 90%. At higher temperatures, the formation of by-products such as acetal, γ-hydroxybutalaldehyde, butanol becomes more pronounced.
[0031]
The hydrogenation of 1,4-butynediol involves the presence of a Pd or Pt containing catalyst suspended in a mixture of 1,4-butynediol in water in an autoclave at the temperature and pressure conditions as described in the examples. Below, it is carried out under stirring conditions. The mixture is made alkaline (pH = 8-12) by the addition of a base such as ammonia. Before pressurizing the autoclave, make sure there is no air in the autoclave. Hydrogenation is complete when hydrogen absorption stops or does not change. After the reaction is complete, the reactor is cooled to ambient temperature and the contents are removed and analyzed using gas chromatography.
[0032]
The invention is illustrated by the following examples. However, the following examples are illustrative and should not be construed as limiting the scope of the invention.
[0033]
Example 1
Production of Pd-supported catalyst Impregnated with a palladium precursor such as palladium chloride PdCl 2 on a support (eg CaCO 3 , MgCO 3 , BaCO 3 or NH 4 -ZSM5) in a basic medium stirred in water The catalyst is prepared by heating and heated at 80 ° C. The mixture is then reduced by adding formaldehyde. The solution is stirred, filtered, washed and dried at 150 ° C. for 10 hours.
[0034]
Example 2
Preparation of Pt-supported catalyst Impregnation of a support (eg CaCO 3 , MgCO 3 , BaCO 3 or NH 4 -ZSM5) with a platinum precursor such as platinum chloride in a basic medium stirred in water. The catalyst is prepared by heating and heated at 80 ° C. The mixture is then reduced by adding formaldehyde. The solution is stirred, filtered, washed and dried at 150 ° C. for 10 hours.
[0035]
Example 3
Performance of 1% Pd / MgCO 3 catalyst in the hydrogenation of 1,4-butynediol to 1,4-butenediol This example illustrates 1 in the hydrogenation of 1,4-butynediol to 1,4-butenediol Illustrates the performance of% Pd / MgCO 3 catalyst.
The catalyst is prepared by impregnating MgCO 3 support with the palladium precursor PdCl 2 in a basic medium stirred in water and heated at 80 ° C. The mixture is then reduced by adding formaldehyde. The solution is stirred, filtered, washed and dried at 150 ° C. for 10 hours.
The reaction in the presence of this catalyst was carried out in an autoclave according to the procedure described above.
The reaction was carried out under the following reaction conditions.
Concentration of 1,4-butynediol in water: 20%
Catalyst weight: 0.13 g
Temperature: 50 ° C
H 2 pressure: 350 psig
The following results are obtained:
Conversion rate of 1,4-butynediol: 100%
Selectivity to cis 1,4-butenediol: 99.8%
[0036]
Example 4
Performance of 1% Pd / CaCO 3 catalyst in the hydrogenation of 1,4-butynediol to 1,4-butenediol This example illustrates 1 in the hydrogenation of 1,4-butynediol to 1,4-butenediol The performance of% Pd / CaCO 3 catalyst is illustrated.
The catalyst is prepared by impregnating a CaCO 3 support with the palladium precursor PdCl 2 in a basic medium stirred in water and heated at 80 ° C. The mixture is then reduced by adding formaldehyde. The solution is stirred, filtered, washed and dried at 150 ° C. for 10 hours.
The hydrogenation reaction in the presence of this catalyst was carried out in an autoclave according to the procedure described above.
The reaction was carried out under the following reaction conditions.
Concentration of 1,4-butynediol in water: 20%
Catalyst weight: 0.13 g
Temperature: 50 ° C
H 2 pressure: 350 psig
The following results are obtained:
Conversion rate of 1,4-butynediol: 100%
Selectivity to cis 1,4-butenediol: 98.2%
[0037]
Example 5
10 times recycle use or performance of 1% Pd / CaCO 3 catalyst in hydrogenation of 1,4-butynediol to 1,4-butenediol This example shows 1,4-butynediol converted to 1,4-butenediol Illustrates the 10 recycle use or performance of a 1% Pd / CaCO 3 catalyst in the hydrogenation of NO.
The reaction in the presence of this catalyst was carried out in an autoclave according to the procedure described above.
The reaction was carried out under the following reaction conditions.
Catalyst: 1% Pd / CaCO 3
Catalyst weight: 1.0 g
Number of grams of 1,4-butynediol converted: 2191
Temperature: 50 ° C
H 2 pressure: 350 psig
The following results are obtained:
Conversion rate of 1,4-butynediol: 100%
Selectivity to cis 1,4-butenediol: 98%
TON: 4 × 10 3 h −1
[0038]
Example 6
Performance of 1% Pd / BaCO 3 catalyst in the hydrogenation of 1,4-butynediol to 1,4-butenediol This example illustrates 1 in the hydrogenation of 1,4-butynediol to 1,4-butenediol The performance of% Pd / BaCO 3 catalyst is illustrated.
The catalyst is prepared by impregnating BaCO 3 support with the palladium precursor PdCl 2 in a basic medium stirred in water and heated at 80 ° C. The mixture is then reduced by adding formaldehyde. The solution is stirred, filtered, washed and dried at 150 ° C. for 10 hours.
The reaction in the presence of this catalyst was carried out in an autoclave according to the procedure described above.
The reaction was carried out under the following reaction conditions.
Concentration of 1,4-butynediol in water: 10%
Catalyst weight: 0.065 g
Temperature: 50 ° C
H 2 pressure: 350 psig
The following results are obtained:
Conversion rate of 1,4-butynediol: 100%
Selectivity to cis 1,4-butenediol: 100%
[0039]
Example 7
The reaction was performed under the following reaction conditions.
Catalyst: 1% Pd / BaCO 3
Catalyst weight: 0.13 g
Concentration of 1,4-butynediol in water: 20%
Temperature: 50 ° C
H 2 pressure: 350 psig
The following results are obtained:
Conversion rate of 1,4-butynediol: 100%
Selectivity to cis 1,4-butenediol: 100%
[0040]
Example 8
The reaction was performed under the following reaction conditions.
Catalyst: 1% Pd / BaCO 3
Catalyst weight: 0.13 g
Concentration of 1,4-butynediol in water: 20%
Temperature: 50 ° C
H 2 pressure: 500 psig
The following results are obtained:
Conversion rate of 1,4-butynediol: 100%
Selectivity to cis 1,4-butenediol: 100%
[0041]
Example 9
The reaction was performed under the following reaction conditions.
Catalyst: 1% Pd / BaCO 3
Catalyst weight: 0.13 g
Concentration of 1,4-butynediol in water: 20%
Temperature: 80 ° C
H 2 pressure: 350 psig
The following results are obtained:
Conversion rate of 1,4-butynediol: 100%
Selectivity to cis 1,4-butenediol: 95.2%
By-product: 4.8%
[0042]
Example 10
The reaction was performed under the following reaction conditions.
Catalyst: 1% Pd / BaCO 3
Catalyst weight: 0.13 g
Concentration of 1,4-butynediol in water: 20%
Temperature: 80 ° C
H 2 pressure: 500 psig
The following results are obtained:
Conversion rate of 1,4-butynediol: 100%
Selectivity to cis 1,4-butenediol: 94.5%
By-product: 5.5%
[0043]
Example 11
The reaction was performed under the following reaction conditions.
Catalyst: 1% Pd / BaCO 3
Catalyst weight: 0.23 g
Concentration of 1,4-butynediol in water: 35%
Temperature: 50 ° C
H 2 pressure: 350 psig
The following results are obtained:
Conversion rate of 1,4-butynediol: 100%
Selectivity to cis 1,4-butenediol: 100%
[0044]
Example 12
The reaction was performed under the following reaction conditions.
Catalyst: 1% Pd / BaCO 3
Catalyst weight: 0.46 g
Concentration of 1,4-butynediol in water: 70%
Temperature: 50 ° C
H 2 pressure: 350 psig
The following results are obtained:
Conversion rate of 1,4-butynediol: 100%
Selectivity to cis 1,4-butenediol: 82.1%
[0045]
Example 13
This example illustrates the use or performance of a 1% Pd / NH 4 -ZSM5 catalyst in the hydrogenation of 1,4-butynediol to 1,4-butenediol.
The catalyst is prepared by impregnating NH 4 —ZSM5 support with a palladium precursor in a basic medium stirred in water and heated at 80 ° C. The mixture is then reduced by adding formaldehyde. The solution is stirred, filtered, washed and dried at 150 ° C. for 10 hours.
The hydrogenation reaction in the presence of this catalyst was carried out in an autoclave according to the procedure described above.
The reaction was carried out under the following reaction conditions.
Concentration of 1,4-butynediol in water: 20%
Catalyst weight: 0.13 g
Temperature: 50 ° C
H 2 pressure: 350 psig
The following results are obtained:
Conversion rate of 1,4-butynediol: 100%
Selectivity to cis 1,4-butenediol: 100%
[0046]
Example 14
This example illustrates the use or performance of a 10% Ni-1% Pd / CaCO 3 catalyst in the hydrogenation of 1,4-butynediol to 1,4-butenediol.
The catalyst is prepared by impregnating a CaCO 3 support with a palladium precursor in a basic medium stirred in water and heated at 80 ° C. The mixture is then reduced by adding formaldehyde. The solution is stirred, filtered, washed and dried at 150 ° C. for 10 hours. The nickel nitrate solution is then stirred with 1% Pd / CaCO 3 catalyst in basic medium, filtered, dried and then reduced at 500 ° C. under a stream of hydrogen.
The reaction in the presence of this catalyst was carried out in an autoclave according to the procedure described above.
The reaction was carried out under the following reaction conditions.
Concentration of 1,4-butynediol in water: 20%
Catalyst weight: 0.13 g
Temperature: 50 ° C
H 2 pressure: 350 psig
The following results are obtained:
Conversion rate of 1,4-butynediol: 100%
Selectivity to cis 1,4-butenediol: 100%
[0047]
Example 15
This example illustrates the use or performance of a 1% Pt / MgCO 3 catalyst in the hydrogenation of 1,4-butynediol to 1,4-butenediol.
The catalyst is prepared by impregnating MgCO 3 support with platinum precursor PtCl 2 in basic medium stirred in water and heated at 80 ° C. The mixture is then reduced by adding formaldehyde. The solution is stirred, filtered, washed and dried at 150 ° C. for 10 hours.
The hydrogenation reaction in the presence of this catalyst was carried out in an autoclave according to the procedure described above.
The reaction was carried out under the following reaction conditions.
Concentration of 1,4-butynediol in water: 20%
Catalyst weight: 0.13 g
Temperature: 50 ° C
H 2 pressure: 350 psig
The following results are obtained:
Conversion rate of 1,4-butynediol: 100%
Selectivity to cis 1,4-butenediol: 99.8%
[0048]
Example 16
This example illustrates the use or performance of a 1% Pt / CaCO 3 catalyst in the hydrogenation of 1,4-butynediol to 1,4-butenediol.
The catalyst is prepared by impregnating a CaCO 3 support with a platinum precursor PtCl 2 in a basic medium stirred in water and heated at 80 ° C. The mixture is then reduced by adding formaldehyde. The solution is stirred, filtered, washed and dried at 150 ° C. for 10 hours.
The hydrogenation reaction in the presence of this catalyst was carried out in an autoclave according to the procedure described above.
The reaction was carried out under the following reaction conditions.
Concentration of 1,4-butynediol in water: 10%
Catalyst weight: 0.065 g
Temperature: 50 ° C
H 2 pressure: 350 psig
The following results are obtained:
Conversion rate of 1,4-butynediol: 100%
Selectivity to cis 1,4-butenediol: 100%
[0049]
Example 17
The reaction was carried out under the following reaction conditions.
Catalyst: 1% Pt / CaCO 3
Catalyst weight: 0.13 g
Concentration of 1,4-butynediol in water: 20%
Temperature: 50 ° C
H 2 pressure: 350 psig
The following results are obtained:
Conversion rate of 1,4-butynediol: 100%
Selectivity to cis 1,4-butenediol: 100%
[0050]
Example 18
The reaction was carried out under the following reaction conditions.
Catalyst: 1% Pt / CaCO 3
Catalyst weight: 0.13 g
Concentration of 1,4-butynediol in water: 20%
Temperature: 50 ° C
H 2 pressure: 500 psig
The following results are obtained:
Conversion rate of 1,4-butynediol: 100%
Selectivity to cis 1,4-butenediol: 100%
[0051]
Example 19
The reaction was carried out under the following reaction conditions.
Catalyst: 1% Pt / CaCO 3
Catalyst weight: 0.13 g
Concentration of 1,4-butynediol in water: 20%
Temperature: 80 ° C
H 2 pressure: 350 psig
The following results are obtained:
Conversion rate of 1,4-butynediol: 100%
Selectivity to cis 1,4-butenediol: 97.2%
By-product: 2.8%
[0052]
Example 20
The reaction was carried out under the following reaction conditions.
Catalyst: 1% Pt / CaCO 3
Catalyst weight: 0.13 g
Concentration of 1,4-butynediol in water: 20%
Temperature: 80 ° C
H 2 pressure: 500 psig
The following results are obtained:
Conversion rate of 1,4-butynediol: 100%
Selectivity to cis 1,4-butenediol: 95.7%
By-product: 4.3%
[0053]
Example 21
The reaction was carried out under the following reaction conditions.
Catalyst: 1% Pt / CaCO 3
Catalyst weight: 0.23 g
Concentration of 1,4-butynediol in water: 35%
Temperature: 50 ° C
H 2 pressure: 350 psig
The following results are obtained:
Conversion rate of 1,4-butynediol: 100%
Selectivity to cis 1,4-butenediol: 100%
[0054]
Example 22
The reaction was carried out under the following reaction conditions.
Catalyst: 1% Pt / CaCO 3
Catalyst weight: 0.46 g
Concentration of 1,4-butynediol in water: 70%
Temperature: 50 ° C
H 2 pressure: 350 psig
The following results are obtained:
Conversion rate of 1,4-butynediol: 100%
Selectivity to cis 1,4-butenediol: 83.7%
[0055]
Example 23
This example illustrates the performance of a 1% Pt / BaCO 3 catalyst in the hydrogenation of 1,4-butynediol to 1,4-butenediol.
The catalyst is prepared by impregnating BaCO 3 support with platinum precursor PtCl 2 in basic medium stirred in water and heated at 80 ° C. The mixture is then reduced by adding formaldehyde. The solution is stirred, filtered, washed and dried at 150 ° C. for 10 hours.
The reaction in the presence of this catalyst was carried out in an autoclave according to the procedure described above.
The reaction was carried out under the following reaction conditions.
Concentration of 1,4-butynediol in water: 20%
Catalyst weight: 0.13 g
Temperature: 50 ° C
H 2 pressure: 350 psig
The following results are obtained:
Conversion rate of 1,4-butynediol: 100%
Selectivity to cis 1,4-butenediol: 99.9%
[0056]
Advantages of the invention 1. Selective hydrogenation of 1,4-butynediol to 1,4-butenediol includes novel 1% Pt / MgCO 3 , 1% Pt / CaCO 3 , 1% Pt / BaCO 3 , Poisoned using 1% Pd / MgCO 3 , 1% Pd / CaCO 3 , 1% Pd / BaCO 3 , 1% Pd / NH 4 -ZSM-5 and 10% Ni-1% Pd / CaCO 3 catalyst Done without.
2. With almost 100% selectivity to cis 1,4-butenediol, a substantially complete conversion of 1,4-butynediol to 1,4-butenediol was performed under relatively mild process conditions. Is called.
3. Separation of the product 1,4-butenediol in pure form is facilitated by removal of the catalyst from the reaction mixture.

Claims (7)

1,4-ブチンジオールの水溶液を、攪拌条件下に、下記一般式AB(y)C(z)(式中、Aは第IIA族金属の炭酸塩又はゼオライトを含む担体であり、BはPd又はPtであり、yは0.2〜10%であり、Cはニッケルであり、そしてzは0〜15.0%であり、但し、BがPtであるときにはzは0である)の触媒上にて塩基性媒体中に20〜110℃の範囲の温度及び200〜700psig(1.38〜4.83MPag(N.m -2 g))の範囲のH2圧力で反応が完了するまで水素化させること、この反応混合物を室温に冷却すること、及び、既知の方法によって触媒を分離して1,4-ブテンジオールを得ること、を含む1,4-ブテンジオールの製造方法。An aqueous solution of 1,4-butynediol is stirred under the following general formula AB (y) C (z) (wherein A is a carrier containing a Group IIA metal carbonate or zeolite, and B is Pd Or Pt, y is 0.2 to 10%, C is nickel, and z is 0 to 15.0%, provided that z is 0 when B is Pt). hydrogen to a temperature in the range of 20 to 110 ° C. in a basic medium and 200~700psig (1.38~4.83MPag (N.m -2 g) ) reaction in the range of H 2 pressure is completed at the upper A process for producing 1,4-butenediol, comprising cooling the reaction mixture to room temperature and separating the catalyst to obtain 1,4-butenediol by known methods. 水性媒体中の1,4-ブチンジオールの濃度は10〜50%の範囲である、請求項1記載の方法。  The process according to claim 1, wherein the concentration of 1,4-butynediol in the aqueous medium is in the range of 10-50%. 反応混合物のpHは塩基を添加することにより8〜10の範囲に維持される、請求項1又は2記載の方法。The process according to claim 1 or 2 , wherein the pH of the reaction mixture is maintained in the range of 8 to 10 by adding a base. 塩基はアンモニアである、請求項3記載の方法。  4. A process according to claim 3, wherein the base is ammonia. 反応の温度は30〜90℃の範囲である、請求項1〜4のいずれか1項記載の方法。The method according to any one of claims 1 to 4 , wherein the temperature of the reaction is in the range of 30 to 90 ° C. 触媒はその活性及び選択性を失うことなく10回リサイクルされ、ターンオーバー値(TON)が4×103-1である、請求項1〜5のいずれか1項記載の方法。The process according to any one of claims 1 to 5, wherein the catalyst is recycled 10 times without losing its activity and selectivity and the turnover value (TON) is 4 x 10 3 h -1 . 前記触媒はパラジウム及びニッケルを含む、請求項1〜6のいずれか1項記載の方法。The method of any one of claims 1 to 6 , wherein the catalyst comprises palladium and nickel .
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